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Raspberry Pi

树莓派 GPIO 编程简介

在树莓派上进行硬件控制，最常用的两个 Python 库是 GPIOZero 和 RPi.GPIO。这两个库各有特色，适用于不同的开发场景。

注意：树莓派编程，使用的是 Python3，而不是 MicroPython。

RPi.GPIO库

RPi.GPIO 是树莓派最早也是最基础的 GPIO 控制库，提供了直接的底层控制能力。

基本使用示例

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# 设置GPIO模式
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# 设置引脚为输出模式
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)

try:
    while True:
        GPIO.output(18, GPIO.HIGH)  # LED打开
        time.sleep(1)
        GPIO.output(18, GPIO.LOW)   # LED关闭
        time.sleep(1)
finally:
    GPIO.cleanup()  # 清理GPIO状态

RPi.GPIO特点

  • 提供底层硬件控制，灵活性高
  • 需要手动管理引脚状态和清理
  • 代码较为复杂，需要更多样板代码
  • 支持 PWM 输出和中断检测

GPIOZero库

GPIOZero 是一个更现代的库，设计理念是简化 GPIO 编程，提供更直观的接口。

基本使用示例

from gpiozero import LED
from time import sleep

# 创建LED对象
led = LED(18)

# LED闪烁
while True:
    led.on()    # LED打开
    sleep(1)
    led.off()   # LED关闭
    sleep(1)

# 或者更简单地：
led.blink()

GPIOZero特点

  • 代码简洁，易于理解和使用
  • 自动管理资源，不需要手动清理
  • 提供丰富的内置组件类
  • 支持事件驱动编程

两个库的主要区别

特性 GPIOZero RPi.GPIO
抽象层级 高层抽象 底层控制
代码复杂度 简单 相对复杂
灵活性 较低 较高
学习曲线 平缓 较陡
资源管理 自动 手动

选择建议

如何选择这两个库？这里有一些建议：

使用GPIOZero的场景

  • 教育和学习项目
  • 快速原型开发
  • 简单的硬件控制需求
  • 希望专注于功能实现而不是底层细节

使用RPi.GPIO的场景

  • 需要精确控制硬件时序
  • 复杂的硬件交互项目
  • 特殊的 GPIO 操作需求
  • 对性能要求较高的场景